浅析异步电机的常见故障及诊断--2

浅析异步电机的常见故障及诊断牛学峰（新能能源有限公司，内蒙古鄂尔多斯）摘要：异步电机常见的故障有电气故障、机械故障及绝缘损坏，电气故障发生较多，如电源问题，电机绕组短路、断路、缺相运行等。机械方面的故障有轴承过热、损坏，转子扫堂、电机振动等。可通过更换轴承及校直变形的转轴等方法来处理。关键词：振动、断路、短路、温升一、常见电气故障分析（一）、电动机绕组断路的原因及检修断相指电机三相绕组中有一相发生了断路，表现为不能启动或转速下降，伴有“嗡嗡”声响，电机断相运行时，其他两相电流很大，容易将电机烧毁。需立即停车，为了防止电机的断相运行，应采取相应的措施，如选用JR1B-□/3D型三相热继电保护器作三相断相保护或过载保护。造成断相的原因很多，如线头接触不良，断线、一个熔断器烧坏等。一相断相可用万用表通过测量通断来检查。7KW以上的电机绕组通常用二根以上的导线并绕或两路并联的，可能产生一根导线或一路绕组断路的，表现为电机在运行中有较大嗡嗡声、三相电流不平衡或过热，可用以下方法来检测。当绕组是Y接法时，可将三相绕组并联后通入三相大电流低电压交流电（电源可用交流弧焊机），如果三相电流相差5%以上时，电流较小的一相为断相，对于△接绕组可改为Y接后用上述方法检查。如图1-1也可用双臂电桥来测量三相绕的电阻，若三相绕组的电阻值相差5%以上，则电阻较大的一相绕组可能断相。（二）、绕组短路故障的检查和维修定子绕组短路主要是相间短路、匝间短路和绕组接地。引起相间短路的原因，可能是绕组连接线或出线套管绝缘被击穿、或槽内相间绝缘被击穿，可用万用表、兆欧表逐级检查。当电机运转中绕组讯速发热、冒烟并产生异味，甚至熔断保险时，应首先检查接线是否正确，接线无误，则可能是匝间短路，可用下述方法检查。1、外表检查法如果是小型电机，将电机空转一分钟，然后停车，讯速打开端盖，取出转子，用手摸绕组端部，如果绕组线圈发热，即表示此绕组匝间短路。出果空转时发生冒烟或焦臭味时，应立即切断电源。2、开口变压器检查法为了不使短路的线圈受到较大电波的烧伤，最好用开口变压器（短路侦察器）来检查，将侦察器放在定子铁心中所要检查的线圈边的槽口上，把侦察器的线圈通入交流电，发生电磁感应，侦察器线圈相当于变压器一次绕组，被测的线圈相当于二次绕组。若被测线圈有短路，则串在侦察器线圈回路里的电流读数就大。二、电动机的机械故障及分析（一）电机异常振动的主要原因及其特征1、定子异常产生的电磁振动：其特征有振动频率为电源频率的2倍，当切断电源后，电磁振动立即消失，振动可以在定子机座和轴承上测得，振动与机座刚度和电机的负载有关。2、气隙不均匀引起的电磁振动：气隙不均匀（或称气隙偏心）有两种情况，一种是静态不均匀；其特征有：振动频率为电源频率的2倍；振动随偏心值的增大而增加，与电动机负荷关系也是如此；气隙偏心产生的电磁振动与定子异常产生的电磁振动类似。另一类是动态不均匀，其特征为：转子旋转频率和旋转磁场同步转速频率的电磁振动都可以出现；电磁振动以1/2sf周期在脉动（s为异步电动机的转差率，f为电源频率）。因此，电动机负载增加，s加大时，其脉动节拍增快，电动机往往发生与脉动节拍一致的电磁噪声。3、转子不平衡引起的机械振动，其特征为：振动频率与转速频率相等；振动值随转速增加而增大，但与电机负载无关，振动值以径向为最大，轴向很小。4、滚动轴承异常产生的机械振动，其特征为：振动频率与电机旋转频率相同，振动幅值以轴向为最大，与转速密切相关。5、滑动轴承的振动，其特征是振动频率等于转子的一阶临界转速，工作转速接近一阶临界转速2倍的大型高速柔性转子电动机易发生滑膜振荡，其为径向振荡。可采用减少转子不平衡、降低油脂粘度和提高油温，能使油膜振动消失。电动机运行时振动值不应超过下列数值：额定转速r/min300015001000750以下振动值（双振幅mm）0.060.100.130.166、电动机测振的要求：测振时电机应在空载状态进行，直流电机的转速和电压应保持额定值，交流电动机应在电源频率和电压额定时测定；多速电机应在电机最大转速下测定；测量时传感器与触点接触良好，当测振仪读数出现周期性稳摆动时，取其最大值。7、电机测振点的选择：轴中心高45~400mm的电机，测点数为6点，在电机两端的轴向、垂直径向、水平径向各取一点。各测点测量方向延长线应尽可能通过轴承支撑点中心。（三）、电机过热的原因及检测处理造成电机温度升高的因素主要有以下几点：1、由于负载电流流过工作绕组，因绕组存在电阻而产生基本铜耗，是一种负载损耗。2、由于交变磁通在磁路中的涡流和磁滞现象产生的铁损。3、由风摩损耗、轴承摩擦损耗和电刷摩擦损耗引起的机械摩擦损耗。运行中电动机的温升、温度，应遵守制造厂的规定，无资料时可参考下下值：电要绝缘等级：A、E、B、F、H；对应最高允许温度：105、120、130、155、180；滑动轴承最高允许温度：80；滚动轴承最高允许温度：95。（以上温度单位均为℃。）三、电机绝缘结构检测及处理方法（一）、绝缘老化是造成电机故障的主要原因之一，绝缘老化有以下几种：1、热老化：因常期受热会产生各种物理和化学变化（如挥发、裂解、起层、龟裂等），导致材料变质而劣化。2、电老化，主要表现在绝缘结构局部放电、漏电和电腐蚀。3、机械老化，主要表现在绝缘结构疲劳、裂纹、松弛、摩损等。4、环境老化，主要表现为灰尘、油污和其他一些腐蚀性物质对绝缘结构的污染和侵蚀。视情况不同，可将绕组进行干燥处理，去除污垢或更换绕组；如果有可能加装漏电保护器。电机进行绝缘结构诊断的主要目的是为了检验绝缘的可靠性，考验绝缘系统是否具有足够机械和电气强度，并推断绝缘老化的程度，以进一步推算出剩余破坏强度和剩余寿命。（二）、电机绝缘检测的主要方法有：1、绝缘击穿试验即电机上取出线圈，测定击穿电压，推断剩余寿命。2、耐电压试验，包含内容有①交流耐电压试验，有交流电流试验、介质损耗角正切值及其增量的测定，局部放电的检测，从不同角度来评价绝缘结构老化的程度。②直流耐电压试验包括绝缘电阻测定、极化指数测定和直流泄漏试验。检验绝缘是否存在吸潮和局部缺陷③冲击耐电压试验；④极低频率耐电压试验。（三）、电机轴承故障及处理轴承内部润滑油过多或过少，轴承与轴配合过松或过紧时，维持适时的润滑油（一般为轴承内室容积的2/3或3/4）；轴承与轴配合过松或过紧；过松时，可用金属喷镀或镶套筒；过紧时，则需重心加工。当轴承磨损严重时，则需更换轴承。结论：以上内容从电气、机械、绝缘几个方面介绍了异步电机比较长见的故障，总结了可能出现的故障情况，介绍了发现故障的方法及一些相应的处理方法和参数，希望对电气工作者能有所帮助，由于篇幅有限，不能一一表述，文中不足之处，望批评指正。参考文献【1】张建平等编著.电气设备检修技术问答.北京:中国电力出版社,2003【2】徐崴主编.维修电工基本技术.北京.金盾出版社,2000